چرا با تغییر فصل، برگ های برخی از درخت ها زرد نمی شوند؟ - دیار سلمان

در نیم کره شمالی زمین فصل برگ ریزان پاییز است. در همین فصل است که مردم از خانه ها بیرون می زنند تا هجوم برگ های زرد و قرمز و نارنجی را که طبیعت را به تسخیر خوددرمی آورند و هر ساله تکرار می شوند، دیدن نمایند. اما در میان آن حجم رنگی و درخشان، درختانی هم هستند که با پایداری تمام، همچنان سبزی خود را حفظ می نمایند. چرا درختان همواره سبز از این چشم انداز رنگارنگ فصلی جا مانده اند؟ در این مقاله خبرنگاران سعی شده است تا پاسخی به این پرسش بدهد که چرا برگ بعضی از درختان زرد می گردد و چرا بعضی دیگر، خیر؟

درختان، مسئله زمستان را نیز مانند بسیاری از چالش های دیگر با روش های گوناگونی برای خود حل می نمایند. با شروع فصل سرما و شروع فرایند پایین آمدن دمای هوا، درختان پهن برگ و معتدل مانند افراها و بلوط ها، کلروفیل سبز را از برگ های خود جمع می نمایند. این ماده، همان عاملی است که نور خورشید را برای انجام عمل فتوسنتز به خود جذب می نماید. درختان مواد معدنی کمیاب (عمدتا نیتروژن) درون کلروفیل را در چوب های خود برای استفاده مجدد در فصل های رویش آینده ذخیره می نمایند.

آنچه پیش از ریزش برگ ها در فصل زمستان به چشم دیدنگران طبیعت می آید، کلروفیل های زرد و نارنجی و قرمز برگ ها هستند. درختان همواره سبز دسته مخروطیان (یعنی آن دسته از درختانی که دارای میوه هایی به شکل مخروط هستند)، شاخ و برگ های خود را در تمام طول سال حفظ و از استراتژی متفاوتی برای مقاومت در برابر سرما و فشارهای زمستان استفاده می نمایند.

رجوع دوباره به مواد ذخیره شده در برگ ها

همواره سبز بودن ربطی به استمرار فرایند فتوسنتز در طول زمستان ندارد. سرد شدن هوا، بر متابولیسم درختان مخروطی نیز مانند سایر گیاهان تاثیر می گذارد. در حقیقت، این درختان در روزهای سرد زمستانی بیشتر از همسایگان بی برگ و خزان زده خود فتوسنتز نمی نمایند.

برترین راه برای دانستن تفاوت درختان همواره سبز با سایر درختان، توجه به هزینه فراوری برگ ها است و از همه مهم تر اینکه، برگ های سوزنی به راستی برگ هایی اصلاح شده اند. چگونه درختان بین انرژی که برای رشد یک برگ صرف می نمایند با انرژی که برگ به وسیله فتوسنتز فراوری می نماید، توازن برقرار می نمایند؟ به عبارت دیگر، چقدر طول می کشد که برگ ها هزینه ساخت خود را برای درختان جبران نمایند و درختان از سرمایه گذاری خود روی رشد برگ ها، منفعت کسب نمایند؟ گیاهان برگ ریز پاییزی باید سرمایه گذاری اجرا شده روی شاخ و برگ های خود را تنها در یک فصل رویش جبران نمایند. در مقابل، مخروطی های همواره سبز، با حفظ برگ های سوزنی خود این امکان را به آن ها می بخشند که چندین فصل رویش را تجربه نمایند و برای ایجاد توازن در ترازنامه انرژی درختان کوشش نمایند. این همان منفعت اصلی سبز ماندن درختان است.

ماندگاری بیشتر برگ های درختان همواره سبز به این معنی است که آن ها می توانند در شرایطی که عموزادگان برگ ریزشان قادر به ادامه فعالیت نیستند، همچنان زنده بمانند. در ارتفاعات و در عرض های جغرافیایی بالاتر، فصل های کوتاه تر و سردتر رویش می تواند به محدودشدن فعالیت های فتوسنتز بینجامد. خشکسالی نیز می تواند در کار فتوسنتز اختلال ایجاد کند. در صورت وجود هر کدام از این شرایط، شاید برگ به میزان ای مهلت نیابد که بتواند انرژی کافی برای جبران هزینه های رشد خود برای درخت فراوری کند.

شاید به همین دلیل باشد که مخروطی های همواره سبز کوه ها و ارتفاعات و جنگل های سوزنی برگ شمالی را که در سرتاسر زمین های مرتفع قرار گرفته در عرض جغرافیایی در آلاسکا، کانادا و شمال اروپا گسترانده شده اند، به تسلط خود درآورده اند. درختان برگ پهن و برگ ریز عمدتا از چنین زیستگاه هایی مطرود می شوند. این به آن معنی است که آن ها نمی توانند بین سرمایه گذاری هایی که روی برگ های خود انجام داده اند و بازده ناشی از فتوسنتز آن ها، تنها برای یک فصل، توازن ایجاد نمایند.

ماندگاری برگ های سوزنی همواره سبز در میان درختان مختلف فرق دارد و بستگی به اندازه تنش های موجود در فصل رویش دارد. بعضی از درختان معتدل، مانند درختان کاج سفید که در منطقه ها جنوب انگلستان به وفور مشاهده می شوند، برگ های سوزنی شکل خود را تنها برای دو فصل رویش نگه می دارند. هر کدام از برگ های کاج سفید تنها یک بار زمستان را تجربه می نماید و کمتر از سایرین، از استانداردهای همواره سبز بودن برخوردار است.

بعضی از درختان سوزنی برگ، مانند صنوبر، حتی این میزان هم عمر نمی نمایند و تنها، هر پاییز، کل شاخ وبرگ های خود را روی چشم میزانای زرد و طلایی می گستراند تا جلوه ای از شکوه و جلال پاییزی منطقه باشند. در مقابل، کاج های زبرمیوه که در ارتفاعات بالا در منطقه ها خشک جنوب غربی می رویند، تک تک برگ های خود را تا 50 سال نگه می دارند.

با در نظر گرفتن تنش های ناشی از فصل رویش که برگ های سوزنی کاج تجربه می نمایند، شاید عمر آن ها آنقدر طول بکشد که بتواند سرمایه گذاری اجرا شده برای ساخت خود را به وسیله فتوسنتز جبران نمایند.

آمادگی برای مقابله با تنش ها

پایین آمدن دمای محیط و سرمای زیر صفر، ریسک سرمازدگی سلولی را برای برگ های سوزنی همواره سبز به همراه دارد. این مسئله به خودی خود مسئله ای کشنده است. برای جلوگیری از سرمازدگی، مخروطی های همواره سبز اقدام به انباشته سازی میزان زیادی از مواد محلول معروف به سرمامحافظ در خود نمایند تا نقطه انجماد آب موجود در سلول های خود را پایین تر آورند و از ساختار های سلولی اصلی خود محافظت نمایند. این کار باید ضمن ایجادنکردن تداخل در امور متابولیسم انجام گردد. سرما، برف و یخ در حال پیشرفت همراه با احتیاج به طول عمر بیشتر، همگی، دست به دست هم می دهند تا سوزنی برگ های همواره سبز همه انرژی خود را صرف مستحکم تر کردن سوزن های خود نمایند. سختی برگ های این درختان با هم فرق دارد. به عنوان مثال، برگ های کاج سفید که از عمر نسبتا کوتاهی برخوردار هستند، ظرافت بیشتری هم دارند.

مواد فیبری که موجب پردوام ترشدن سوزن ها می شوند، به تاثیرگذاری بیشتر کوشش های درختان یاری و دوره مورداحتیاج برای بهره برداری از برگ های سوزنی را طولانی تر می نماید. وزن سنگین برف می تواند منجر به شکسته شدن شاخه ها گردد و این مشکل رایجی است که بیشتر درختان همواره سبز با آن دست وپنجه نرم می نمایند.

معمولا برف کمتری روی برگ های سوزنی درختان مخروطی که حالتی افتاده دارند در مقایسه با برگ های پهن درختان برگ ریز می نشیند. در واقع، درختان برگ ریز، شاخه های خود را بیشتر طی طوفان هایی که در پاییز و بهار رخ می دهند و از شدت کمتری برخوردار هستند، از دست می دهند تا در طوفان های زمستانی؛ چراکه در این فصل تقریبا هیچ برگی روی درختان باقی نمانده است. اگر تا به حال به این فکر نموده بودید که چرا رویش برگ های درختان برگ ریز در بهار زمان زیادی طول می کشد و در نتیجه، برترین زمان خود برای رویش دوباره را از دست می دهند، این نکته را به خاطر داشته باشید که درخت ها نمی خواهند ریسک آسیب های احتمالی ناشی از یک طوفان شدید در بهارهای دمدمی مزاج را به جان بخرند.

شکل شاخه های درختان سوزنی برگ نیز متناسب با بارش برف است. درختان تزئین شده کریسمس را در نظر بگیرید: به طور کلی، شاخه های این گونه درختان به سمت بیرون و پایین تنه منحرف شده است. نه تنها این موضوع، بلکه شاخه ها در این درختان بسیار انعطاف پذیرتر از شاخه های درختان برگ پهن هستند. انباشته شدن برف ها روی شاخه ها باعث سنگین شدن و خم شدن آن ها تا زاویه ای می گردد که برف ها از روی شاخه ها به زمین سر بخورند.

در عرض های جغرافیایی میانی کره زمین، جایی در میان قطب و خط استوا که زمستان ها برف می بارد و فصل های رویش گیاهان عمدتا از آب وهوایی معتدل و مطلوب برخوردار هستند، درخت ها - صرف نظر از نوع آن ها - برای گذشتن از زمستان احتیاج به یک استراتژی دارند. بعضی از آن ها هر بهار شاخ وبرگ های تازه می سازند. گیاهان همواره سبز خود را مجهز به شاخه ها و برگ های سوزنی می نمایند که ویژگی های لازم برای بقا در زمستان را داشته باشند و بتوانند بهار سال بعد و حتی سال های بعد را هم ببینند.